포장가속시험과 MEPDG를 이용한 중온 아스팔트 포장의 공용성 평가 비교 연구

Abstract

저탄소 기술에 대한 수요가 증가함에 따라 도로관련 기술에도 다양한 노력들이 이어져 포장부문에서는 아스팔트 혼합물의 생산온도를 낮추는 중온 아스팔트(WMA, Warm-mix Asphalt) 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 중온 아스팔트 기술은 기존의 가열 아스팔트 혼합물(HMA, Hot-mix Asphalt)에 비해 생산온도를 약 30℃정도 낮추어 연료비 절약과 동시에 이산화탄소 발생량을 저감시키는 기술로, 중온 생산으로 인한 혼합물의 변화에 따른 공용성능에 대한 검증이 필요하다. 본 연구는 공용성능의 검증방법 중 하나인 포장가속시험을 통해 WMA와 HMA를 소성변형과 피로균열 측면에서 비교하였다. 또한 미국 MEPDG(Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide)의 공용성 모델을 이용하여 각 재료의 장기 공용성을 비교하였다. 포장가속시험을 위해 각 재료를 표층으로 사용한 시험포장을 설치하고 2번의 하중모사시험을 진행하였다. 소성변형 시험 결과, WMA가 HMA에 비해 소성변형 저항성 측면에서 손색이 없었으며, 피로균열 시험은 하부약화 등의 악조건을 추가하여 8.2ton 20만 회 이상의 하중재하 후에도 두 구간 모두 균열을 발견할 수 없었다. MEPDG를 이용한 설계에는 시험포장에서 채취한 재료를 실내시험을 통해 동탄성계수를 산출하여 입력변수로 사용하였다. 소성변형, 피로균열, 그리고 평탄성을 비교한 결과, 소성변형과 평탄성은 두 재료가 동등한 성능을 보였으나, 피로균열은 WMA가 약간 우월한 성능을 보였다.